

//你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'
// 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。 
//
// 锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。 
//
// 列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。 
//
// 字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。 
//
// 
//
// 示例 1: 
//
// 
//输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
//输出：6
//解释：
//可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
//注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
//因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。
// 
//
// 示例 2: 
//
// 
//输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
//输出：1
//解释：把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。
// 
//
// 示例 3: 
//
// 
//输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], targ
//et = "8888"
//输出：-1
//解释：无法旋转到目标数字且不被锁定。
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// 1 <= deadends.length <= 500 
// deadends[i].length == 4 
// target.length == 4 
// target 不在 deadends 之中 
// target 和 deadends[i] 仅由若干位数字组成 
// 
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import java.util.*;

/**
 * 752.打开转盘锁.open-the-lock
 *
 * @author orz
 * @since 2022-03-31 14:03:08
 **/

class Solution_752 {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution_752().new Solution();
        String[] a = new String[]{"0201","0101","0102","1212","2002"};
        solution.openLock(a,"0202");
    }

    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)
    class Solution {
        public int openLock(String[] deadends, String target) {
            //bfs广度优先算法解决  这里使用双向bfs
            HashSet<String> deads = new HashSet<>(Arrays.asList(deadends));
            HashSet<String> visited = new HashSet<>();
            int step = 0;

            Set<String> queue = new HashSet<>();
            queue.add("0000");
            Set<String> endQueue = new HashSet<>();
            endQueue.add(target);

            while(!queue.isEmpty() && !endQueue.isEmpty()){
                Set<String> temp = new HashSet<>();

                for (String currentNode : queue) {
                    if(deads.contains(currentNode)){
                        //如果遇到死亡组合，就跳过 当前选项
                        continue;
                    }
                    if(endQueue.contains(currentNode)){
                        //找到最终的目标
                        return step;
                    }
                    visited.add(currentNode);
                    for (int j = 0; j < 4; j++) {
                        String plus = plusOne(currentNode, j);
                        if(!visited.contains(plus)){
                            temp.add(plus);
                        }
                        String subtract = subtractOne(currentNode, j);
                        if(!visited.contains(subtract)){
                            temp.add(subtract);
                        }
                    }
                }
                step++;
                queue = endQueue;
                endQueue = temp;
            }
            return -1;
        }

        /**
         * 向上拨，即数字+1
         */
        private String plusOne(String solution, int index){
            char[] chars = solution.toCharArray();
            chars[index] = chars[index] == '9' ? '0' : Character.forDigit(chars[index] - '0' + 1,10);
            return new String(chars);
        }

        /**
         * 数字减1
         */
        private String subtractOne(String solution, int index){
            char[] chars = solution.toCharArray();
            chars[index] = chars[index] == '0' ? '9' : Character.forDigit(chars[index] - '0' - 1,10);
            return new String(chars);
        }


    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}